A baktériumok vagy vírusok antigénjeivel szembeni immunreakciókhoz hasonlóan az abszkopális hatás az immunsejtek tumorantigénekkel szembeni felkészítését igényli. A daganatos csomó helyi besugárzása a tumorsejtek pusztulásának immunogén formáihoz és a tumorsejtekből származó antigének felszabadulásához vezethet. Ezeket az antigéneket a tumoron belüli antigénprezentáló sejtek (dendritikus sejtek és makrofágok) felismerhetik és feldolgozhatják. Az ezeket a tumorantigéneket felismerő citotoxikus T-sejteket viszont a tumor antigénprezentáló sejtek indíthatják be. A besugárzásnak a tumorsejtekre gyakorolt helyi hatásával ellentétben ezek a citotoxikus T-sejtek a véráramban keringenek, és így képesek elpusztítani a test távoli, nem besugárzott részein megmaradt tumorsejteket. Ennek megfelelően kimutatták, hogy a tumorspecifikus citotoxikus T-sejtek növekedése korrelál a betegek abszkopikus tumorellenes válaszával. Fordítva, az abszkopális hatás megszűnik a T-sejtek kísérleti kimerítését követően különböző állatmodellekben.
Az ionizáló sugárzás abszkopális hatását gyakran blokkolja a besugárzott tumoron belüli immunszuppresszív mikrokörnyezet, amely megakadályozza a hatékony T-sejt-alapozást. Ez magyarázza, hogy a hatás miért olyan ritkán jelentkezik a kizárólag sugárterápiában részesülő betegeknél. Ezzel szemben az immunmoduláns gyógyszerek, például az ipilimumab és a pembrolizumab kombinációja részben helyreállíthatja a tumor lokális sugárterápiája után indukált szisztémás tumorellenes immunreakciókat. A sugárdózis és a frakcionálás optimális kombinációja immunmoduláns gyógyszerekkel jelenleg intenzív vizsgálat alatt áll. Ezzel összefüggésben javasolták, hogy a 10-12 Gray feletti sugárdózisok hatástalanok lehetnek a sejthalál immunogén formáinak kiváltásában. Egyelőre azonban nincs konszenzus az abszkopikus tumorregresszió esélyének növeléséhez szükséges optimális sugárkezelésről.